一种碎石床道填砂施工用的插入式吹砂机

摘要

本发明提供了一种碎石床道填砂施工用的插入式吹砂机，属于铁道施工设备技术领域。包括机身、冲插杆和砂斗，机身上设置有驱使冲插杆沿轴线方向往复运动的驱动机构，冲插杆内具有一通气通道和一通砂通道，通气通道的进气端连接一高压气源，砂斗固定在冲插杆的中部，砂斗的底部与通砂通道的入口相通，通砂通道的出口设置在冲插杆下端的侧壁上，通气通道的出口朝向通砂通道的出口。本发明具有能够提高填砂效果和填砂效率等优点。

说明书

技术领域

本发明属于铁道施工设备技术领域，涉及一种碎石床道填砂施工用的插入式吹砂机。

背景技术

轨道交通的铁轨通过轨枕进行指出，轨枕下方铺垫碎石，石子支撑着钢轨和混泥土轨枕,同时将来自列车的力均匀得传导给路基，当线路状态出现不良时(如高低不平、外摊等),养路工区职工就将线路用起道机抬起,再把石子捣入轨枕底部,使线路恢复到良好状态。

石子堆在一起具有很好的弹性,分散火车等轨道车的震动力,缓和车身冲击力，也能够使旅客有一种舒适感；碎石的存在，还能够缓和热胀冷缩的应力，原因在于：由于热涨冷缩原因,钢轨在夏天或冬天会出现膨胀和收缩,使线路爬行、涨轨跑道或断轨,而碎石的蠕动却可以很好地弥补线路的不足既防止爬行又阻止涨轨或断轨；碎石之间有着很大的空隙,还可以将雨水顺利地排除路基,使线路不出现翻浆冒泥。

列车速度在300km/小时左右时，碎石床道附近的气流流速达50m/s以上，从而在铺设碎石时，位于床道上层的石砾尺寸较大，越往下则越细，以确保细小砂砾不被气流影响，且能够确保床道较好的承载强度、缓冲效果和保型性能；在铺设床道时，现有的做法一般都是在铺设大粒径石砾之后再倒入细小砂砾，然后通过敲击的方式使砂砾沉至底部，这种方式效率低下，铺设质量也不理想，难以确保细小砂砾分布均匀，在床道维护过程中更是不能做到指向性填砂，施工难度大、效率低、维护难以达到预想效果、经验依赖严重。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种碎石床道填砂施工用的插入式吹砂机，本发明所要解决的技术问题是通过吹砂的方式提高填砂的效率和效果。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种碎石床道填砂施工用的插入式吹砂机，其特征在于，包括机身、冲插杆和砂斗，所述机身上设置有驱使冲插杆沿轴线方向往复运动的驱动机构，所述冲插杆内具有一通气通道和一通砂通道，所述通气通道的进气端连接一高压气源，所述砂斗固定在冲插杆的中部，所述砂斗的底部与通砂通道的入口相通，所述通砂通道的出口设置在冲插杆下端的侧壁上，所述通气通道的出口朝向通砂通道的出口。

进一步的，所述驱动机构包括一驱动电机、连接驱动电机输出轴的叶轮、固定在驱动电机的壳体上的机壳、与机壳固定相连的阀体和转动连接在阀体内的转轴，所述叶轮转动连接在机壳内，所述转轴上滑动连接有一活塞，所述活塞将阀体分隔为进气腔和出气腔，所述活塞上转动连接有位于活塞的出气腔一侧的转轮，所述转轮与转轴花键连接，所述活塞上固定设置有位于进气腔的导向筒，所述阀体上固定设置有套设在导向筒外的定位筒，所述定位筒与导向筒之间花键连接，所述定位筒上套设有连接活塞与阀体的复位弹簧；

所述叶轮与转轴之间通过一减速机构相连；

所述机壳上设置有进气口和出气管，所述出气管与通气通道的进气端相连，所述进气口与出气腔之间通过一接管相连通；

所述阀体上开设有与进气腔相通的增压进气管；

所述活塞上开设有一第一通气孔，所述转盘上开设有若干个能够与第一通气孔对应的第二通气孔；所述第一通气孔与其中一个第二通气孔正对时，所述进气腔与出气腔相通；

所述导向筒与冲插杆的上端固定相连。

进一步的，所述减速机构包括与叶轮固定相连的主齿轮、与转轴的上端固定相连的安装盘、设置在安装盘上的内齿圈和若干个转动连接在安装盘上的中间齿轮，所述中间齿轮同时啮合所述主齿轮和内齿圈。

进一步的，所述接管上连接有一第一旁通管，所述第一旁通管内设置有一限压阀。

进一步的，所述机身上固定设置有一主把手，所述机身或冲插杆上设置有一个辅助把手。

进一步的，所述活塞的周面上套设有一橡胶密封套。

进一步的，所述出气管上设置有一第二旁通管，所述第二旁通管上设置有一阀门。

进一步的，所述冲插杆的下端固定设置有一耐磨插头。

作为本插入式吹砂机主体结构，其仅包含冲砂杆和连接在冲砂杆中部的砂斗，冲插杆的下端出料，冲砂杆的上端连接机身，机身上设置有对通气通道进行高压鼓气的高压气源，而冲插杆的上端则连接能够控制冲砂杆纵向往复运动的动力源，该动力源可以是现有技术中的震动机构等。

在施工过程中，将细小砂砾装入砂斗内，启动高压气源和驱使冲插杆往复运动的驱动机构，使冲插杆“振动”以便于冲插杆的下端能够插入床道的砂石之下，与此同时，细小砂砾则受到高压气流的作用被吹入指定的位置，从而可以确保细小砂砾精准的进入床道的指定位置和指定深度，大幅提高了填砂的效率和填砂的施工效果。

吹砂的气流通过阀门进行控制，阀门开启，则高压气流排出，进入通气通道内的气流极小，不足以驱使砂砾从冲插杆底部排出，关闭阀门则可使高压气流进入通气通道内。对应的操作方式为：先使冲插杆下端通过振动的方式达到指定的填砂位置，然后关闭阀门，使气流驱使沉入通砂通道末端位置的细小砂砾高速喷出，以实现高强度、精准填砂。

由于砂砾间具有一定缝隙，气流不够很容易导致砂砾无法从通砂通道的末端喷出，本方案采用脉冲式喷砂结构，以增大吹砂气流的强度，提高吹砂的效果和吹砂的覆盖范围。

叶轮旋转，使外界气流由增压进气管进入进气腔，与此同时，出气腔由于叶轮的旋转而产生负压，使活塞向出气腔一侧移动，导致进气腔扩容，出气腔容积变下，即活塞和与活塞相连的冲插杆上移，并拉伸复位弹簧，在活塞上移的过程中，转轴持续旋转，其转速比叶轮转速低，当转轮上的其中一个第二通气孔与活塞上的第一通气孔对应时，进气腔与出气腔相通，气流能够由外界依次进入进气腔、出气腔、进气口、出气管和通气通道，从而以较高气流强度作用在砂砾上，驱使砂砾喷入指定位置；在第一通气孔与第二通气孔不相通时，第一旁通管上的限压阀使负压腔维持一定的负压，且能够保障叶轮旋转过程中的进气，只是气流相对较小，该状态为气流的预喷状态，相当于“待机”状态，这种“待机”状态能够缩短高压气流产生的灵敏度，增大气流强度和冲插杆的动作频率。

转轴与叶轮转向相反，能够提高整体的稳定性，减小机身的振感。

通气通道的末端通过倒角圆滑过渡至朝向通砂通道的出口处，使通气通道末端与通砂通道在该位置相通，气流能够使该位置处的砂砾吹出通砂通道。

附图说明

图1是本吹砂机的立体结构示意图。

图2是本吹砂机另一视角下的立体结构示意图。

图3是本吹砂机的剖视图。

图4是本吹砂机中驱动机构在冲插杆上移至极限位置时的结构示意图。

图5是本吹砂机中驱动机构在冲插杆下移至极限位置时的结构示意图。

图6是活塞与转轮的立体分解图。

图中，1、机身；11、主把手；12、辅助把手；2、冲插杆；21、通气通道；22、通砂通道；3、砂斗；41、驱动电机；42、叶轮；43、机壳；44、阀体；45、转轴；46、活塞；47、进气腔；48、出气腔；49、第一通气孔；51、转轮；52、导向筒；53、定位筒；54、复位弹簧；55、进气口；56、出气管；57、接管；58、增压进气管；59、第二通气孔；61、主齿轮；62、内齿圈；63、中间齿轮；64、第一旁通管；65、橡胶密封套；66、第二旁通管；7、耐磨插头。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2和图3所示，包括机身1、冲插杆2和砂斗3，机身1上设置有驱使冲插杆2沿轴线方向往复运动的驱动机构，冲插杆2内具有一通气通道21和一通砂通道22，通气通道21的进气端连接一高压气源，砂斗3固定在冲插杆2的中部，砂斗3的底部与通砂通道22的入口相通，通砂通道22的出口设置在冲插杆2下端的侧壁上，通气通道21的出口朝向通砂通道22的出口。

机身1上固定设置有一主把手11，机身1或冲插杆2上设置有一个辅助把手12。

冲插杆2的下端固定设置有一耐磨插头7。

作为本插入式吹砂机主体结构，其仅包含冲砂杆和连接在冲砂杆中部的砂斗3，冲插杆2的下端出料，冲砂杆的上端连接机身1，机身1上设置有对通气通道21进行高压鼓气的高压气源，而冲插杆2的上端则连接能够控制冲砂杆纵向往复运动的动力源，该动力源可以是现有技术中的震动机构等。

在施工过程中，将细小砂砾装入砂斗3内，启动高压气源和驱使冲插杆2往复运动的驱动机构，使冲插杆2“振动”以便于冲插杆2的下端能够插入床道的砂石之下，与此同时，细小砂砾则受到高压气流的作用被吹入指定的位置，从而可以确保细小砂砾精准的进入床道的指定位置和指定深度，大幅提高了填砂的效率和填砂的施工效果。

如图3、图4、图5和图6所示，驱动机构包括一驱动电机41、连接驱动电机41输出轴的叶轮42、固定在驱动电机41的壳体上的机壳43、与机壳43固定相连的阀体44和转动连接在阀体44内的转轴45，叶轮42转动连接在机壳43内，转轴45上滑动连接有一活塞46，活塞46将阀体44分隔为进气腔47和出气腔48，活塞46上转动连接有位于活塞46的出气腔48一侧的转轮51，转轮51与转轴45花键连接，活塞46上固定设置有位于进气腔47的导向筒52，阀体44上固定设置有套设在导向筒52外的定位筒53，定位筒53与导向筒52之间花键连接，定位筒53上套设有连接活塞46与阀体44的复位弹簧54；

叶轮42与转轴45之间通过一减速机构相连；

机壳43上设置有进气口55和出气管56，出气管56与通气通道21的进气端相连，进气口55与出气腔48之间通过一接管57相连通；

阀体44上开设有与进气腔47相通的增压进气管58；

活塞46上开设有一第一通气孔49，转盘上开设有若干个能够与第一通气孔49对应的第二通气孔59；第一通气孔49与其中一个第二通气孔59正对时，进气腔47与出气腔48相通；

导向筒52与冲插杆2的上端固定相连。

减速机构包括与叶轮42固定相连的主齿轮61、与转轴45的上端固定相连的安装盘、设置在安装盘上的内齿圈62和若干个转动连接在安装盘上的中间齿轮63，中间齿轮63同时啮合主齿轮61和内齿圈62。

接管57上连接有一第一旁通管64，第一旁通管64内设置有一限压阀。

活塞46的周面上套设有一橡胶密封套65。

出气管56上设置有一第二旁通管66，第二旁通管66上设置有一阀门。

吹砂的气流通过阀门进行控制，阀门开启，则高压气流排出，进入通气通道21内的气流极小，不足以驱使砂砾从冲插杆2底部排出，关闭阀门则可使高压气流进入通气通道21内。对应的操作方式为：先使冲插杆2下端通过振动的方式达到指定的填砂位置，然后关闭阀门，使气流驱使沉入通砂通道22末端位置的细小砂砾高速喷出，以实现高强度、精准填砂。

由于砂砾间具有一定缝隙，气流不够很容易导致砂砾无法从通砂通道22的末端喷出，本方案采用脉冲式喷砂结构，以增大吹砂气流的强度，提高吹砂的效果和吹砂的覆盖范围。

叶轮42旋转，使外界气流由增压进气管58进入进气腔47，与此同时，出气腔48由于叶轮42的旋转而产生负压，使活塞46向出气腔48一侧移动，导致进气腔47扩容，出气腔48容积变下，即活塞46和与活塞46相连的冲插杆2上移，并拉伸复位弹簧54，在活塞46上移的过程中，转轴45持续旋转，其转速比叶轮42转速低，当转轮51上的其中一个第二通气孔59与活塞46上的第一通气孔49对应时，进气腔47与出气腔48相通，气流能够由外界依次进入进气腔47、出气腔48、进气口55、出气管56和通气通道21，从而以较高气流强度作用在砂砾上，驱使砂砾喷入指定位置；在第一通气孔49与第二通气孔59不相通时，第一旁通管64上的限压阀使负压腔维持一定的负压，且能够保障叶轮42旋转过程中的进气，只是气流相对较小，该状态为气流的预喷状态，相当于“待机”状态，这种“待机”状态能够缩短高压气流产生的灵敏度，增大气流强度和冲插杆2的动作频率。

转轴45与叶轮42转向相反，能够提高整体的稳定性，减小机身1的振感。

通气通道21的末端通过倒角圆滑过渡至朝向通砂通道22的出口处，使通气通道21末端与通砂通道22在该位置相通，气流能够使该位置处的砂砾吹出通砂通道22。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。